Radioxenon zur Entdeckung von Kernwaffentests

Das Edelgas Xenon hat sich als sehr nützlich für die Verifikation des Kernwaffenteststopp-Vertrags (englisch: Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty, CTBT) erwiesen. Das gilt besonders für die Entdeckung von unterirdischen Kernwaffentests und für die Unterscheidung zwischen nuklearen und chemischen Explosionen.

In dem Projekt wird ein Kategorisierungskonzept für Radioxenonspektren, wie sie von der CTBTO gemessen werden, weiterentwickelt und ein Algorithmus geschrieben, der diese vollautomatisch durchführt. Diese Spektren geben Auskunft über die Xenonkonzentrationen in der untersuchten Luft und werden je nach ihrer Aussagekraft bezüglich nuklearer Tests kategorisiert. Das Kategorisierungskonzept basiert nicht vorrangig auf absoluten Xenonkonzentrationen, sondern auf den Verhältnissen zwischen bestimmten relevanten Xenonisotopen.

Der entwickelte Algorithmus wird nun auf seine Fähigkeit unterirdische Kernwaffentests zu entdecken geprüft, da diese im Allgemeinen am schwersten nachzuweisen sind.
Dazu werden echte Xenonmessungen von der Nevada Test Site (USA) benutzt, die nach unterirdischen Kernwaffentests aufgenommen wurden, bevor der CTBT verhandelt wurde. In der Annahme, dass diese gemessenen Xenonkonzentrationen identisch in der heutigen Zeit freigesetzt werden, wird ihre Ausbreitung in der Atmosphäre mit heutigen meteorologischen Daten simuliert. Die Konzentrationen, die einige bestimmte Edelgasdetektoren des heutigen Überwachungsnetzwerkes erreichen, werden auf die tatsächlich an den entsprechenden Tagen gemessenen aufaddiert und die sich so ergebenden Konzentrationen mit dem entwickelten Algorithmus kategorisiert.